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CN110435867A - 进水口设于减摇鳍的自流式冷却水系统 - Google Patents

进水口设于减摇鳍的自流式冷却水系统 Download PDF

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CN110435867A
CN110435867A CN201910573123.7A CN201910573123A CN110435867A CN 110435867 A CN110435867 A CN 110435867A CN 201910573123 A CN201910573123 A CN 201910573123A CN 110435867 A CN110435867 A CN 110435867A
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CN
China
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stabilizer
water inlet
water
ship
cooling water
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CN201910573123.7A
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English (en)
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李邦明
张克龙
柯志武
李勇
魏志国
肖淇
李献领
王俊荣
黄崇海
陈凯
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719th Research Institute of CSIC
Original Assignee
719th Research Institute of CSIC
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/38—Apparatus or methods specially adapted for use on marine vessels, for handling power plant or unit liquids, e.g. lubricants, coolants, fuels or the like
    • B63H21/383—Apparatus or methods specially adapted for use on marine vessels, for handling power plant or unit liquids, e.g. lubricants, coolants, fuels or the like for handling cooling-water

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)

Abstract

本发明涉及船舶冷却系统技术领域，提供一种进水口设于减摇鳍的自流式冷却水系统，包括减摇鳍和进水流道，进水流道设于减摇鳍内，进水流道的进水口开设于减摇鳍的迎流面。本发明实施例提供的进水口设于减摇鳍的自流式冷却水系统，在减摇鳍前侧的迎流面设置进水口，从而充分利用船舶本身的减摇鳍结构，将进水口和进水流道设置于减摇鳍，不但能够充分利用船舶航行动压，而且避免了为设置自流式进口装置而在船体增设凸起结构对潜航航行所额外增加的附加阻力，使海水自行进入并流过船舶的冷却水系统，有效降低海水泵泵送海水的能耗。

Description

进水口设于减摇鳍的自流式冷却水系统
技术领域
本发明涉及船舶冷却系统技术领域，尤其涉及一种进水口设于减摇鳍的自流式冷却水系统。
背景技术
冷却水系统是船舶动力系统重要的组成部分，是进一步改善和提升船舶性能的重要环节。为减轻结垢和腐蚀的问题，目前先进船舶均采用中央冷却水系统，其工作原理是利用海水泵输送海水进入中央冷却系统，来冷却低温淡水，被冷却后的低温淡水再去冷却船舶主柴油机气缸套、气缸盖的高温淡水以及各种冷却器和发电柴油机缸套。
现有的船舶中央冷却水系统，需要采用海水泵维持冷却海水的循环流动，海水泵的持续运行将产生大量能耗。
发明内容
本发明实施例提供一种进水口设于减摇鳍的自流式冷却水系统，用以解决或部分解决现有的船舶中央冷却水系统，需要采用海水泵维持冷却海水的循环流动，海水泵的持续运行将产生大量能耗的问题。
本发明实施例提供一种进水口设于减摇鳍的自流式冷却水系统，包括减摇鳍和进水流道，所述进水流道设于所述减摇鳍内，所述进水流道的进水口开设于所述减摇鳍的迎流面。
本发明实施例提供的进水口设于减摇鳍的自流式冷却水系统，在减摇鳍前侧的迎流面设置进水口，从而能够利用船舶航行时的动压，使海水从进水口进入船舶的冷却水系统。同时，充分利用船舶本身的减摇鳍结构，将进水口和进水流道设置于减摇鳍，不但能够充分利用船舶航行动压，而且避免了为设置自流式进口装置而在船体增设凸起结构对潜航航行所额外增加的附加阻力。另外，船舶的热负荷一般与船舶的航速成正比，而船舶的航速越高，迎流面进水口处的航行动压也越高，从而使从进水口进入冷却水系统的海水流量也越大，能够有效提高换热量。因此，本发明实施例提供的进水口设于减摇鳍的自流式冷却水系统，充分利用船舶航行时的动压及船舶自身的减摇鳍结构，使海水自行进入并流过船舶的冷却水系统，有效降低海水泵泵送海水的能耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中减摇鳍设置主视图；
图2为现有技术中减摇鳍设置侧视图；
图3为本发明实施例提供的进水口设于减摇鳍的自流式冷却水系统结构示意图；
图4为本发明实施例提供的进水口设于减摇鳍的自流式冷却水系统减摇鳍剖视图；
图中：1、减摇鳍；2、进水流道；3、迎流面；4、进水口；5、水箱；6、格栅；7、导流板；8、过滤器；9、进水阀门；10、辅助海水循环泵；11、换热单元；12、出水阀门；13、出水口。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-4所示，本发明实施例提供了一种进水口设于减摇鳍的自流式冷却水系统，包括减摇鳍1和进水流道2，进水流道2设于减摇鳍1内，进水流道2的进水口4开设于减摇鳍1的迎流面3。
减摇鳍1，又称侧舵，装于船中两舷舭部，剖面常为机翼形，用以形成减摇力矩，减少船体横摇；作为目前效果最好的减摇装置，减摇鳍1能够有效提高船舶的安全性，改善船舶的适航性和人员工作条件，提高船员工作效率，已成为新型舰艇船舶的必备部件。本发明实施例提供的进水口设于减摇鳍的自流式冷却水系统，在减摇鳍1前侧的迎流面3设置进水口4，从而能够利用船舶航行时的动压，使海水从进水口4进入船舶的冷却水系统。同时，充分利用船舶本身的减摇鳍1结构，将进水口4和进水流道2设置于减摇鳍1，不但能够充分利用船舶航行动压，而且避免了为设置自流式进口装置而在船舶底壳增设凸起结构对潜航航行所额外增加的附加阻力。另外，船舶的热负荷一般与船舶的航速成正比，而船舶的航速越高，迎流面3进水口4处的航行动压也越高，从而使从进水口4进入冷却水系统的海水流量也越大，能够有效提高换热量。因此，本发明实施例提供的进水口设于减摇鳍的自流式冷却水系统，充分利用船舶航行时的动压及船舶自身的减摇鳍1结构，使海水自行进入并流过船舶的冷却水系统，有效降低海水泵泵送海水的能耗。
根据流体力学相关理论，船舶航行时，海水会在船舶水线以下的底部外壳表面产生具有一定速度梯度的边界层，为了使设置于减摇鳍1迎流面3的进水口4尽量避开边界层的低速区，进水口4在减摇鳍1迎流面3的位置可以是位于减摇鳍1迎流面3远离船舶外壳的一端。
为了减少流动阻力，减摇鳍1的横截面一般为扁平的流线型，减摇鳍1的迎流面3在减摇鳍1高度方向的长度大于减摇鳍1的迎流面3在减摇鳍1宽度方向的长度，从而可以使设于减摇鳍1迎流面3的进水口4沿减摇鳍1高度方向的长度大于进水口4沿减摇鳍1宽度方向的长度，使进水口4具有扁平状的设计，与减摇鳍1迎流面3的形状相匹配适应，增大进水口4面积以增强迎流能力。进一步地，进水口4可以设置为圆角矩形，同时，使进水流道2垂直于水流方向的截面形状也为圆角矩形。
本发明实施例提供的进水口设于减摇鳍的自流式冷却水系统，海水在船舶航行动压的作用下从设于减摇鳍1迎流面3的进水口4流入进水流道2，并进入自流式冷却水系统位于船体内的部分，此部分可以包括有通过冷却海水循环管路连接的过滤器8、进水阀门9、辅助海水循环泵10、各换热单元11、出水阀门12及出水口13。另外，由于冷却海水循环管路一般采用圆形管，为了与设于减摇鳍1的进水流道2形状相匹配，可以在船体内靠近减摇鳍1根部位置设置水箱5，使设于减摇鳍1的进水流道2通过水箱5与冷却海水循环管路相连通。
为了防止杂物从进水口4进入，进水口4处可以设置有格栅6；为了减少格栅6阻力，格栅6沿水流方向截面可以为流线型。进一步地，格栅6可以有多个，多个格栅6沿减摇鳍1高度方向均匀设置，比如，多个格栅6可以呈百叶窗式设置在进水口4。
设置于减摇鳍1内的进水流道2近似于拐弯半径较小的弯管，为了减少流动阻力，可以在进水流道2内沿水流方向设置导流板7。进一步地，进口流道内的导流板7可以是1～3个，在进水流道2垂直于水流的方向，进水流道2的顶面、导流板7和进水流道2的底面等间距地均匀设置；导流罩沿减摇鳍1的厚度方向设置，使导流板7对减摇鳍1起到一定的结构支撑作用，减少减摇鳍1内开设进水流道2造成的结构强度影响。
由以上实施例可以看出，本发明提供的进水口设于减摇鳍的自流式冷却水系统，在减摇鳍1前侧的迎流面3设置进水口4，从而能够利用船舶航行时的动压，使海水从进水口4进入船舶的冷却水系统。充分利用船舶本身的减摇鳍1结构，将进水口4和进水流道2设置于减摇鳍1，不但能够充分利用船舶航行动压，而且避免了为设置自流式进口装置而在船体增设凸起结构对船舶航行所额外增加的附加阻力。另外，船舶的热负荷一般与船舶的航速成正比，而船舶的航速越高，迎流面3进水口4处的航行动压也越高，从而使从进水口4进入循环海水冷却器的海水流量也越大，能够有效提高换热量。因此，本发明实施例提供的进水口4设于减摇鳍的自流式冷却水系统，充分利用船舶航行时的动压及船舶自身的减摇鳍1结构，使海水自行进入并流过船舶的冷却水系统，有效降低海水泵泵送海水的能耗。进一步地，为了使设置于减摇鳍1迎流面3的进水口4尽量避开船壳边界层的低速区，进水口4在减摇鳍1迎流面3的位置可以是位于减摇鳍1迎流面3远离船壳的一端；为了增大进水口4面积以增强迎流能力，进水口4和进水流道2垂直于水流方向的截面形状可以是圆角矩形；为了减少流动阻力，可以在进水流道2内沿水流方向设置1～3个导流板7。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种进水口设于减摇鳍的自流式冷却水系统，其特征在于，包括减摇鳍和进水流道，所述进水流道设于所述减摇鳍内，所述进水流道的进水口开设于所述减摇鳍的迎流面。
2.根据权利要求1所述的进水口设于减摇鳍的自流式冷却水系统，其特征在于，所述进水口位于所述减摇鳍迎流面远离船舶外壳的一端。
3.根据权利要求1所述的进水口设于减摇鳍的自流式冷却水系统，其特征在于，所述进水口沿所述减摇鳍高度方向的长度大于所述进水口沿所述减摇鳍宽度方向的长度。
4.根据权利要求3所述的进水口设于减摇鳍的自流式冷却水系统，其特征在于，所述进水流道垂直于水流方向的截面形状为圆角矩形。
5.根据权利要求1所述的进水口设于减摇鳍的自流式冷却水系统，其特征在于，所述自流式冷却水系统还包括设于船体内的水箱和冷却海水循环管路，所述进水流道通过所述水箱与所述冷却海水循环管路相连通。
6.根据权利要求1所述的进水口设于减摇鳍的自流式冷却水系统，其特征在于，所述进水口设有格栅，所述格栅沿水流方向截面为流线型。
7.根据权利要求6所述的进水口设于减摇鳍的自流式冷却水系统，其特征在于，所述格栅有多个，多个所述格栅沿所述减摇鳍高度方向均匀设置。
8.根据权利要求1所述的进水口设于减摇鳍的自流式冷却水系统，其特征在于，所述进水流道内沿水流方向设有导流板。
9.根据权利要求8所述的进水口设于减摇鳍的自流式冷却水系统，其特征在于，所述导流板有1～3个，在所述进水流道垂直于水流的方向，所述进水流道的顶面、所述导流板和所述进水流道的底面均匀设置。
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